Nhiệt dung riêng – Bài tập có lời giải

Nhiệt dung riêng của nước được xác định bằng công thức

c = \dfrac{Q}{m\Delta T}

Trong đó, $Q$ là nhiệt lượng cần cung cấp, $m$ là khối lượng của nước, $\Delta T$ là độ thay đổi nhiệt độ của nước.

bình nhiệt lượng kế chứa nước, có nhiệt kế và dây điện trở nhúng trong nước, đặt trên giá

Thảo luận về công thức này, một nhóm học sinh cho rằng: Nhiệt dung riêng của nước phụ thuộc vào khối lượng của nước.

Để kiểm tra giả thuyết, họ dùng nhiệt lượng kế có dây điện trở hoạt động với dòng điện có cường độ I và hiệu điện thế U không đổi, cân, nhiệt kế, đồng hồ và làm thí nghiệm theo các bước sau:

(1) Cho một lượng nước có khối lượng $m$ ở nhiệt độ $T_1$ (nhiệt độ phòng) vào bình nhiệt lượng kế. Sau khoảng thời gian $\Delta t$ tính từ lúc cấp điện cho dây điện trở, nhiệt độ của nước trong bình là $T_2$ .

(2) Tính giá trị nhiệt dung riêng của nước.

(3) Lặp lại bước (1) và bước (2) với các giá trị khối lượng $m$ khác nhau.

Kết quả thí nghiệm cho thấy nhiệt dung riêng của nước không phụ thuộc vào khối lượng của nước.

a)
Khoảng thời gian cấp điện $\Delta t$ càng lớn thì nhiệt lượng do dây điện trở tỏa ra càng lớn.
Đúng
b)
Tất cả nhiệt lượng do dây điện trở tỏa ra đều được dùng để làm tăng nhiệt độ của nước.
Sai
c)
Nhiệt độ $T_2$ càng lớn thì nhiệt lượng bị mất mát càng nhỏ.
Sai
d)
Kết quả thí nghiệm bác bỏ giả thuyết của nhóm học sinh.
Đúng

Lời giải

a) Đúng: nhiệt lượng dây điện trở tỏa ra $Q = UI\Delta t$ tỉ lệ thuận với thời gian Δt (U, I không đổi).

b) Sai: một phần nhiệt lượng làm nóng bình nhiệt lượng kế, nhiệt kế và tỏa ra môi trường.

c) Sai: nhiệt độ T₂ càng cao so với nhiệt độ phòng thì hao phí nhiệt ra môi trường càng lớn.

d) Đúng: nhiệt dung riêng đo được không phụ thuộc khối lượng nước, trái với giả thuyết của nhóm, nên kết quả bác bỏ giả thuyết.